Kapitel 4: Meßergebnisse Vergleiche der aerodynamischen und akustischen Meßgrößen des Originalstaubsaugers und des modifizierten Staubsaugers

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1 Kapitel 4: Meßergebnisse Vergleiche der aerodynamischen und akustischen Meßgrößen des Originalstaubsaugers und des modifizierten Staubsaugers In diesem Abschnitt werden die aerodynamischen und akustischen Meßgrößen des Staubsaugers in seinem Originalzustand und des modifizierten Staubsaugers bei verschiedenen Betriebspunkten miteinander verglichen. In Bild 33 sind die veränderten Teile im Vergleich zu ihren Originalen zu sehen (siehe auch Kapitel 3). Bei dem modifizierten Staubsauger ist das Kunststoffgitter mit dem Drahtgitter und der Originalventilatordeckel VD1 mit dem modifizierten Ventilatordeckel VD2 ausgetauscht und zusätzlich ist noch in das Loch, wo sich ursprünglich das Kunststoffgitter befand, eine Einlaufdüse eingebaut worden. Original Modifiziert Bild 33: Gegenüberstellung der originalen und der modifizierten Objekte.

2 Kapitel 4: Meßergebnisse 66 Überprüfung des Meßverfahrens mit nur einem Mikrofon Als einfacher Versuch einer Hüllflächenmessung ist der Schalldruckpegel im Freifeld(saugseitig) für eine Messung exemplarisch bei vier unterschiedlichen Mikrofonpositionen gemessen worden. Ansonsten erfolgten die Messungen für den Schalldruckpegel nur an einer Stelle. Diese ist in Bild 34 mit Position 1 bezeichnet. Für den an vier Positionen gemessenen unterschiedlichen Schalldruckpegel ist der im folgenden berechnete lineare Mittelwert gebildet worden. In Bild 34 sind die Mikrofonpositionen dargestellt. Die Mikrofonpositionen sind jeweils 1m vom Ventilator entfernt und stehen in einem Winkel von 45 zum Ventilatordruckstutzen. Bild 34: Mikrofonposition. Der energetische Mittelwert läßt sich berechnen aus: Lp = 10lg 10 Lp 10 1 Lp lp 10 n. 10lg n

3 Kapitel 4: Meßergebnisse 67 Originalstaubsauger modifizierter Staubsauger Lp Lp [db] [db] Position 1 84,1 81,7 Position 2 84,3 82,4 Position 3 80,3 77,7 Position ,5 Tabelle 11: Schalldruckpegel der Staubsauger bei unterschiedlichen Mikrofonpositionen. Für den Originalstaubsauger: Lp = 83, 2 db und für den modifizierten Staubsauger: Lp = 80, 9 db

4 Kapitel 4: Meßergebnisse Untersuchung des Originalstaubsaugers und des modifizierten Staubsaugers bei konstanter Drehzahl In den Tabellen ist im modifizierten Staubsauger der Motordeckel MD1(acht Statorschaufeln, siehe auch Abschnitt 5.1) eingesetzt worden. Betriebspunkt bei n= U/min, ϕ=0,00988 Freifeld Kanal ψ fa η Lp Lp-A Lw s Lw s -A Lp Lp-A Lw s Lw s -A [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] Original 0,3321 0,12 84,1 83,5 32,4 31,8 129,3 120,1 40,8 31,6 modifiziert 0,4911 0, ,4 24,9 24,3 129,4 121,4 37,5 29,5 Tabelle 12: Aerodynamische und akustische Meßwerte bei einer Drehzahl von U/min und bei einer Lieferzahl von ϕ=0, In Tabelle 12 sind die aerodynamischen und die akustischen Meßwerte des Originalstaubsaugers und des modifizierten Staubsaugers bei einer Drehzahl von U/min und bei einer Lieferzahl von ϕ=0,00988 aufgetragen. Wie man sieht, hat der modifizierte Staubsauger gegenüber seinem Originalzustand eine größere Druckzahl und einen besseren Wirkungsgrad. Die Differenzdruckzahl von 0,159 entspricht ungefähr 48% der Gesamtdruckerhöhung des Originalstaubsaugers. Beim Schalldruckpegel im Freifeld(druckseitig) ist der modifizierte Staubsauger um 4,1dB leiser. Aufgrund der sehr hohen Überlegenheit bei den aerodynamischen Größen ist gemäß dem spezifischen Schalleistungspegel im Freifeld der modifizierte Staubsauger sogar um 7,5dB leiser als der Originalstaubsauger. Beim Schalldruckpegel im Kanal(saugseitig) sind beide Staubsauger etwa gleich laut. Folglich ist bei der spezifischen Schalleistung im Kanal der modifizierte Staubsauger nur um 3,3 db leiser.

5 Kapitel 4: Meßergebnisse 69 In Bild 35 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Kanal(saugseitig) dargestellt. Bis 400Hz ist zwischen den beiden Spektren kein Unterschied zu erkennen. Ab 400Hz erhöht sich dann der Pegel von dem modifizierten Staubsauger gegenüber dem Pegel des Originalstaubsaugers. In Bild 36 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Freifeld zu sehen. Hier sind, wie in der Tabelle 12 auch bestätigt, deutlich höhere Pegel des Originalstaubsaugers gegenüber dem Spektrum des modifizierten Staubsaugers zu erkennen. Am deutlichsten ist die breitbandige Pegelreduktion zwischen 300Hz und 3500Hz, die vermutlich durch die verbesserte Zuströmung und die damit reduzierte Strömungsablösung verursacht ist. Bei dem Peak der Drehzahl (420Hz) hat der Originalstaubsauger eine erhöhte Pegeldifferenz von etwa 7dB. Die Amplituden der ersten Blattfolgefrequenz (3780Hz) unterscheiden sich nicht wesentlich.

6 Kapitel 4: Meßergebnisse 70 Betriebspunkt bei n= U/min, ϕ=0,00879

7 Kapitel 4: Meßergebnisse 71 Freifeld Kanal ψ fa η Lp Lp-A Lw s Lws-A Lp Lp-A Lw s Lw s -A [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] Original 0,4063 0,14 83,3 82,9 30, ,2 118,7 38,4 28,9 modifiziert 0,5410 0,195 79,9 79,2 24,5 23,8 128,6 120,6 36,3 28,3 Tabelle 13: Aerodynamische und akustische Meßwerte bei einer Drehzahl von U/min und einer Lieferzahl von ϕ=0, In der Tabelle 13 sind die aerodynamischen und akustischen Meßwerte des Originalstaubsaugers und des modifizierten Staubsaugers bei einer Drehzahl von U/min und einer Lieferzahl von ϕ=0,00879 aufgetragen. Auch bei diesem Betriebspunkt ist der Originalstaubsauger gegenüber dem modifizierten Staubsauger sowohl bei den aerodynamischen als auch bei den akustischen Meßgrößen deutlich unterlegen. Bei der Druckzahl beträgt der Unterschied ψ fa = 0,1347. Dies bedeutet für den modifizierten Staubsauger eine um etwa 33%`ige Erhöhung der Gesamtdruckerhöhung des Originalstaubsaugers. Der Wirkungsgrad des modifizierten Staubsaugers ist hier um 5,5% besser als der von dem Originalstaubsauger. Bei dem Schalldruckpegel im Freifeld (druckseitig) ist wiederum der modifizierte Staubsauger um 3,4dB leiser. Dies ergibt dann zusammen mit den aerodynamischen Meßwerten eine um 5,9dB leisere spezifische Schalleistung im Freifeld des modifizierten Staubsaugers als die des Originalstaubsaugers. Im Kanal (saugseitig) dagegen sind bei den Schalldruckpegel praktisch keine Unterschiede zu erkennen. Aufgrund der besseren aerodynamischen Meßwerte ist der modifizierte Staubsauger gemäß der spezifischen Schalleistung im Kanal um 2,1dB leiser.

8 Kapitel 4: Meßergebnisse 72 In Bild 37 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Kanal(saugseitig) dargestellt. Ungefähr von 200hz bis 1400Hz ist ein um etwa 1dB höherer Pegel beim modifizierten Staubsauger zu erkennen. In Bild 38 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Freifeld(druckseitig) zu sehen. Wenn man die Bilder 36 und 38 miteinander vergleicht, erkennt man, daß die Spektren praktisch gleich geblieben sind. In Bild 38 ist nur der Peak der Drehzahl(420Hz) des Originalstaubsaugers um etwa 4dB gesunken und der Peak der ersten Blattfolgefrequenz(3780Hz) des modifizierten Staubsaugers ist um etwa 6dB gesunken.

9 Kapitel 4: Meßergebnisse 73 Betriebspunkt bei n= U/min, ϕ=0,00615

10 Kapitel 4: Meßergebnisse 74 Freifeld Kanal ψ fa η Lp Lp-A Lw s Lw s -A Lp Lp-A Lw s Lw s -A [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] Original 0,5746 0,16 83,4 83, ,9 123,8 117,2 32,6 26 modifiziert 0,6464 0,181 80,1 79,4 24, ,9 118,2 31,6 25,9 Tabelle 14: Aerodynamische und akustische Meßwerte bei einer Drehzahl von U/min und einer Lieferzahl von ϕ=0, In Tabelle 14 sind die aerodynamischen und akustischen Meßwerte des modifizierten Staubsaugers und des Originalstaubsaugers bei einer Drehzahl von U/min und einer Lieferzahl von ϕ=0,00615 aufgetragen. Die Druckzahl des modifizierten Staubsaugers ist hier um 0,0718 größer als die des Originalstaubsaugers. Dies ist eine um etwa 12,6%ige Erhöhung der Gesamtdruckerhöhung des Originalstaubsaugers. Der Wirkungsgrad des modifizierten Staubsaugers ist um 2,1% besser als vom Originalstaubsauger. Bei den Schalldruckpegeln im Freifeld(druckseitig) ist der modifizierte Staubsauger um 3,3dB leiser. Saugseitig sind auch hier wie in den Tabellen 12 und 13 zwischen den Schalldruckpegeln der beiden Konfigurationen kaum Unterschiede vorhanden. Wegen der besseren aerodynamischen Meßwerte ist der modifizierte Staubsauger gemäß der spezifischen Schalleistung im Kanal um 1dB und im Freifeld um 4,3dB leiser gegenüber dem Origalstaubsauger.

11 Kapitel 4: Meßergebnisse 75 In Bild 39 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Kanal(saugseitig) zu sehen. Hier sind keine bemerkenswerten Unterschiede zwischen den Spektren zu erkennen. In Bild 40 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Freifeld(druckseitig) zu sehen. Im Vergleich zu Bild 38 ist der Peak der Drehzahl (420Hz) von dem Originalstaubsauger etwa um 4dB gestiegen, wobei der Pegel bis 1200Hz um etwa 3dB gefallen ist. In Bild 40 ist der Peak der fünften Ordnung der Drehzahl des Originalstaubsaugers vermutlich aufgrund einer Resonanzfrequenz des Gehäuses stark ausgeprägt. Das Spektrum des modifizierten Staubsaugers scheint sich im Vergleich zu Bild 38 sich nicht verändert zu haben.

12 Kapitel 4: Meßergebnisse 76

13 Kapitel 4: Meßergebnisse Vergleich des Originalstaubsaugers mit dem modifizierten Staubsauger bei nicht konstanter Drehzahl Bei den im folgenden beschriebenen Messungen ist im modifizierten Staubsauger der Motordeckel MD3 eingesetzt worden. Betriebspunkt beim Optimum Freifeld Kanal n ϕ ψ fa η Lp Lp-A Lw s Lw s -A Lp Lp-A Lw s Lw s -A [U/min] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] Original , ,5823 0, ,2 29, ,6 118,1 31,6 26,1 modifiziert , ,5125 0,184 79,9 78,9 24,7 23,7 128,9 120,9 36,9 28,9 Tabelle 15: Aerodynamische und akustische Meßwerte beim Optimalpunkt. In Tabelle 15 sind die aerodynamischen und akustischen Meßwerte des Originalstaubsaugers und des modifizierten Staubsaugers bei nicht konstant gehaltener Drehzahl und Lieferzahl bei ihren Optimalpunkten aufgetragen. Hier ist lediglich der Wirkungsgrad jeweils maximal. In Bild 41 sind die Wirkungsgradverläufe der beiden Staubsauger aufgetragen. Hierbei ist zu erkennen, daß die rote Kurve des modifizierten Staubsaugers flacher ist gegenüber der schwarzen Kurve des Originalstaubsaugers. η 0,20 0,18 0,16 η Opt Originalstaubsauger mod. Staubsauger η Opt 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 0,016 Bild 41: Wirkungsgradverlauf des modifizierten und des Originalstaubsaugers. ϕ

14 Kapitel 4: Meßergebnisse 78 Der Originalstaubsauger erreicht seinen Optimalpunkt bei einer Drehzahl von 26290U/min, einer Lieferzahl von ϕ= 0,0592 und einer Druckzahl von ψ fa =0,5823. Der modifizierte Staubsauger erreicht seinen Optimalpunkt bei einer Drehzahl von U/min, einer Lieferzahl von ϕ=0,00927 und einer Druckzahl von ψ fa =0,5125. Aufgrund der unterschiedlichen Drehzahlen und Lieferzahlen, kann man hier keinen fairen Vergleich machen, welcher der beiden Staubsauger aerodynamisch der bessere ist. Aber würde man gemäß dem Wirkungsgrad urteilen, dann ist der modifizierte Staubsauger aerodynamisch der bessere. Beim Schalldruckpegel im Freifeld( druckseitig ) ist der modifizierte Staubsauger um 5,1dB leiser. Auch bei der spezifischen Leistung ist der modifizierte Staubsauger um 5,1dB leiser als der Originalstaubsauger. Im Kanal(saugseitig) ist es praktisch umgekehrt. Dort ist der Originalstaubsauger sowohl beim Schalldruckpegel als auch bei der spezifischen Schalleistung um 5,3dB leiser als der modifizierte Staubsauger.

15 Kapitel 4: Meßergebnisse 79 In Bild 42 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Kanal(saugseitig) zu sehen. Bis etwa 1400Hz ist ein sehr hoher Pegel des Originalstaubsaugers gegenüber dem Pegel des modifizierten Staubsauger zu erkennen, der in etwa 6-8dB höher liegt als der von dem modifizierten Staubsauger. In Bild 43 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Freifeld (druckseitig) zu sehen. Ungefähr bis 5200Hz ist ein deutlich höhere Pegel des Originalstaubsaugers gegenüber dem Pegel des modifizierten Staubsaugers zu erkennen. Bei 2182Hz tritt die fünfte Ordnung der Drehzahl des Originalstaubsaugers stark in Erscheinung, die vermutlich an der Stelle mit einer Resonanzfrequenz korrespondiert.

16 Kapitel 4: Meßergebnisse 80

17 Kapitel 4: Meßergebnisse 81 Betriebspunkt bei gleicher Drosselgeometrie Freifeld Kanal n ϕ ψ fa η Lp Lp-A Lw s Lw s -A Lp Lp-A Lw s Lw s -A [U/min] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] Original ,0098 0,3586 0, ,9 30,7 29,6 128,4 119,8 39,2 30,6 modifiziert , ,4397 0,178 80,3 78,7 26,1 24,5 129,8 121,7 38,7 30,6 Tabelle 16: Aerodynamische und akustische Meßwerte bei einer 50% Drosselung. In Tabelle 16 sind die aerodynamischen und akustischen Meßwerte des Originalstaubsaugers und des modifizierten Staubsaugers bei nicht konstant gehaltener Drehzahl und Lieferzahl bei einer Drosselung von etwa 50% aufgetragen. Warum gerade dieser Betriebspunkt für einen Vergleich ausgewählt worden ist, wird bei der Dokumentation der Tabelle 9 ausführlich erläutert. Bei diesem Betriebspunkt hat der Originalstaubsauger eine Drehzahl von U/min, eine Lieferzahl von ϕ=0,0098 und eine Druckzahl von ψ fa =0,3586. Der modifizierte Staubsauger erreicht eine Drehzahl von U/min, eine Lieferzahl von ϕ=0,0098 und eine Druckzahl von ψ fa =0,3586. Auch hier ist aufgrund der unterschiedlichen Drehzahlen und Lieferzahlen unter dem aerodynamischen Aspekt kein fairer Vergleich möglich. Würde man aber wie in Tabelle 10 gemäß des Wirkungsgrads urteilen, dann wäre der modifizierte Staubsauger der bessere. Bei dem Schalldruckpegel im Freifeld (druckeitig) ist der modifizierte Staubsauger um 2,7dB leiser und zusammen mit den aerodynamischen Werten ist der modifizierte Staubsauger gemäß der spezifischen Schalleistung um 4,6dB leiser als der Originalstaubsauger. Im Kanal (saugseitig) sind die Staubsauger sowohl beim Schalldruckpegel als auch bei der spezifischen Schalleistung praktisch gleich laut.

18 Kapitel 4: Meßergebnisse 82 In Bild 44 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Kanal(saugseitig) zu sehen. Bis etwa 400Hz sind die Spektren praktisch identisch. Ab 400Hz hat der modifizierte Staubsauger ungefähr um 2dB höhere Pegel. In Bild 45 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Freifeld dargestellt. Hier hat der Originalstaubsauger bis etwa 4400Hz ungefähr 4-6dB höhere Pegel als der modifizierte Staubsauger.

19 Kapitel 4: Meßergebnisse 83

20 Kapitel 4: Meßergebnisse 84 Betriebspunkt bei gleichem statischen Unterdruck an der Einlaufdüse und bei gleicher Drosselung In der Tabelle 17 sind die aerodynamischen und akustischen Meßwerte des Originalstaubsaugers und des modifizierten Staubsaugers bei einer Drosselung von 50% und bei gleichem statischem Unterdruck aufgetragen. Die Überlegung, gerade diesen Betriebspunkt auszuwählen, lag darin, daß eine 50%ige Drosselung am Prüfstand, wie in der Dokumentation für die Tabelle 9 erläutert, der realen Drosselung des kommerziellen Staubsaugers am ehesten entspricht. Aufgrund der großen aerodynamischen Überlegenheit des modifizierten Staubsaugers gegenüber dem Originalstaubsauger in der Tabelle 16 (bei der gleichen Drosselung von 50%), ist hier die Drehzahl des modifizierten Staubsaugers solange herunter gesetzt worden, bis sich an der Einlaufdüse der statische Unterdruck des Originalstaubsaugers und damit auch die gleiche Gesamtdruckerhöhung und der gleiche Volumenstrom einstellten. Dieser Vorgang ist in Bild 46 grafisch dargestellt. Bei Verkleinerung der Drehzahl bei konstanter Drosselgeometrie von dem modifizierten Staubsauger wandert der Betriebspunkt BP1 nach links zum Betriebspunkt des Originalstaubsaugers BP-original. Dieser neue Betriebspunkt des modifizierten Staubsaugers wird hier BP1` benannt. Wenn man nun die Drosselgeometrie verändert, entsteht die grüne Kurve für den modifizierten Staubsauger. Man sieht, daß sich der Betriebspunkt BP1 durch Verkleinerung der Drehzahl zu dem Betriebspunkt BP-original verschiebt. Man sollte hierbei beachten, daß sich die hier verglichenen Strömungsmaschinen geometrisch nur wenig unterscheiden und daher tatsächlich mittels Drehzahländerung gleiche Betriebspunkte erreicht werden.

21 Kapitel 4: Meßergebnisse 85 p fa [ Pa] BP 1` BP-original BP 1 Originalstaubsauger bei n=25200 U/min modifizierter Staubsauger bei n=24840 U/min modifizierter Staubsauger bei n= U/min ,020 0,022 0,024 0,026 0,028 0,030 0,032 0,034 0,036 0,038 0,040 Bild 46: Schematische Darstellung der Betriebspunktverschiebung. V & m³ s Freifeld Kanal n ϕ ψ fa η Lp Lp-A Lw s Lw s -A Lp Lp-A Lw s Lw s -A [U/min] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] Original ,0098 0,3586 0, ,9 30,7 29,6 128,4 119,8 39,2 30,6 modifiziert , ,4240 0,171 79,2 78, ,2 129,2 120,1 40,1 31 Tabelle 17: Aerodynamische und akustische Meßwerte bei einer Drosselung von 50% und bei dem gleichen statischen Unterdruck an der Einlaufdüse. Gemäß Tabelle 17 hat der modifizierte Staubsauger aufgrund seiner niedrigeren Drehzahl eine größere Lieferzahl und eine größere Druckzahl gegenüber dem Originalstaubsauger. Beim Schalldruckpegel im Freifeld(druckseitig) ist der modifizierte Staubsauger um 3,8dB leiser. Und zusammen dann mit den besseren aerodynamischen Werten ist der modifizierte Staubsauger gemäß der spezifischen Schalleistung im Freifeld um 3,7dB leiser als der Originalstaubsauger. Obwohl der modifizierte Staubsauger aufgrund seiner niedrigeren Drehzahl wesentlich höhere Werte für die Druckzahl erreicht als der Originalstaubsauger, wird dies mittels des spezifischen Schalleistungpegels nach Madison nicht angemessen berücksichtigt. Im Kanal(saugseitig) hat der Originalstaubsauger einen um 0,8dB niedrigeren Schalldruckpegel und um eine 0,9dB kleinere spezifische Schalleistung.

22 Kapitel 4: Meßergebnisse 86 In Bild 47 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Kanal(saugseitig) dargestellt. Die Spektren sind hier praktisch identisch. In Bild 48 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Freifeld(druckseitig) dargestellt. Hier ist ein deutlich höheres Spektrum des Originalstaubsaugers gegenüber dem Spektrum des modifizierten Staubsaugers zu erkennen. Bis ungefähr 4800Hz ist breitbandig ein um etwa 4-6dB höherer Pegelanstieg des Originalstaubsaugers zu sehen.

23 Kapitel 4: Meßergebnisse 87

24 Kapitel 4: Meßergebnisse 88 Betriebspunkt beim Optimum Freifeld Kanal n ϕ ψ fa η Lp Lp-A Lw s Lw s -A Lp Lp-A Lw s Lw s -A [U/min] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] Original , ,5823 0, ,2 29, ,6 118,1 31,6 26,1 modifiziert , ,4983 0,181 78,7 77,7 25,5 24,5 127,9 118,7 37,9 28,7 Tabelle 18: Aerodynamische und akustische Meßwerte beim Optimum. In Tabelle 18 sind die aerodynamischen und akustischen Meßwerte des Originalstaubsaugers und des modifizierten Staubsaugers bei ihren Optimalpunkten aufgetragen. Der Optimalpunkt des modifizierten Staubsaugers liegt auf der grünen Kurve die in Bild 46 aufgetragen ist. Hier sind die Drehzahlen und die Lieferzahlen der Konfigurationen nicht konstant. Der Originalstaubsauger erreicht seinen Optimalpunkt bei einer Drehzahl von U/min, einer Lieferzahl von ϕ=0,00592 und einer Druckzahl von ψ fa =0,5823 bei einer Drosselung von ungefähr 33%. Der modifizierte Staubsauger erreicht seinen Optimalpunkt bei einer Drehzahl von U/min, einer Lieferzahl von ϕ=0,00935 und einer Druckzahl von ψ fa =0,4983 bei einer Drosselung von ungefähr 44%. Auch hier ist aufgrund unterschiedlicher Drehzahlen und Lieferzahlen bei den aerodynamischen Kenngrößen kein fairer Vergleich möglich. Gemäß dem Schalldruckpegel im Freifeld (druckseitig) ist der modifizierte Staubsauger um 6,3dB und gemäß der spezifischen Schalleistung um 4,4dB leiser. Im Kanal(saugseitig) ist es praktisch umgekehrt. Dort ist der Originalstaubsauger gemäß dem Schalldruckpegel um 4,3dB und gemäß der spezifischen Schalleistung um 6,3dB leiser als der modifizierte Staubsauger.

25 Kapitel 4: Meßergebnisse 89 In Bild 49 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Kanal(saugseitig) dargestellt. Beim Spektrum des modifizierten Staubsaugers ist bis ungefähr 1500Hz breitbandig eine Pegelerhöhung von etwa 6dB zu sehen. In Bild 50 ist der Vergleich der Schalldruckspektren im Freifeld(druckseitig) dargestellt. Hier ist bis ungefähr 1100Hz ein um etwa 4-6dB breitbandig höhere Pegel des Originalstaubsaugers zu sehen. Ab ungefähr 1100Hz bis 4800dB steigt der Pegelunterschied bis etwa auf 8dB. Bei 2182Hz ist die fünfte Ordnung der Drehzahl des Originalstaubsaugers zu erkennen, die vermutlich an dieser Stelle mit einer Resonanzfrequenz des Gehäuses zusammentrifft.

26 Kapitel 4: Meßergebnisse 90

27 Kapitel 4: Meßergebnisse Aerodynamische und akustische Kenngrößen des Staubsaugers am provisorischen Prüfstandsaufbau Bevor der Staubsauger an dem eigentlichen Prüfstand (vgl. Bild 2) angeschlossen wurde, sind auch aerodynamische und akustische Untersuchungen des Staubsaugers an dem provisorischen Prüfstand (vgl. Bild 1) durchgeführt worden. Diese Untersuchungen werden in der vorliegenden Arbeit aber nicht mit einbezogen, weil die ermittelten aerodynamischen Meßwerte des Staubsaugers mit den aerodynamischen Meßwerten, die an dem Kanalprüfstand ermittelt wurden, nicht übereinstimmten. Zum anderen bestand hier keine Möglichkeit den Staubsauger an seinen charakteristischen Betriebspunkten, wie zum Beispiel am Optimalpunkt, zu untersuchen. Es wurden hauptsächlich Messungen durchgeführt, bei denen der Staubsauger vom Stillstand bis zu seiner maximalen Drehzahl hochgefahren wurde. In Bild 51 ist dazu eine Art Campbell-Diagramm (Auftrag über der Zeit) dargestellt. Bei etwa 100Hz und 370Hz sind deutlich Resonanzfrequenzen zu erkennen, deren Amplituden größer werden, wenn die Drehzahl erhöht wird (100Hz) oder wenn die Drehzahl oder Rotorfrequenz mit der Resonanzfrequenz korrespondiert (370Hz). Bei beiden Resonanzfrequenzen handelt es sich vermutlich um geometrische Rohrresonanzen, die aber nicht weiter von Interesse sind und daher auch nicht detailliert untersucht wurden. Bild 51: Spektren der Wanddruckschwankungen über der Zeit für einen Hochfahrversuch am provisorischen Prüfstand.